Оценка скорости восстановления сердечно-сосудистой системы после мышечной нагрузки

У испытуемых измеряют частоту сердечных сокращений (ЧСС) сидя, в покое. После измерения ЧСС испытуемым предлагается тестирующая нагрузка: 30 приседаний за 30 секунд, максимальный бег на месте – 30 секунд, 3-минутный бег на месте с частотой 150 шагов в минуту, прыжки со скакалкой – 1 минута.

В первые 30 секунд восстановительного периода в положении сидя измеряется ЧСС (Р₁); повторно через 2 минуты (Р₂) и через 4 минуты (Р₃) после окончания упражнений.

Результаты работы: из длительности упражнения и трех измерений пульса (30-секундного значения) вычисляется индекс. Расчет индекса по Квергу осуществляется по формуле:

И =	длительность работы в сек × 100
2 × (P1 + P2 + P3)

где Р₁, – частота сердечных сокращений в течение 30 с;

Р₂ – частота сердечных сокращений через 2 минуты восстановления;

Р₃ – частота сердечных сокращений через 4 минуты после окончания работы.

Значение индекса оценивается по классификации:

105 и выше – «очень хорошо»;

99-104 – «хорошо»;

93-98 – «удовлетворительно»;

92 и ниже – «слабо». Полученные показатели заносятся в таблицу.

О скорости восстановления организма испытуемых после выполнения тестирующей нагрузки судят по реакции ЧСС за 4 минуты. Для этого рассчитывают коэффициент восстановления пульса (КВП) по формуле. Чем меньше КВП, тем лучше скорость восстановления (Ж.К. Холодов, В.С. Кузнецов. 2000).

КВП =	ЧСС (через 3 мин после нагрузки) × 100%
ЧСС (во время нагрузки)

Проанализировать полученные показатели. На основе полученных данных сделать заключение о зависимости скорости восстановления организма от специальной тренированности, спортивного стажа и квалификации.

Тема 5 Физиологические основы развития тренированности

1 Механизм развития тренированности

2 Состояние спортивной формы

3 Физиологическая оценка тренированности

Основные понятия по теме

С позиции обшей теории адаптации, работоспособность следует рассматривать как динамический процесс взаимосвязи и взаимодействия организма и факторов среды. В динамике спортивной работоспособности выделяются предстартовые состояния и разминка, врабатывание, устойчивое (истинное и условное) состояние, утомление и восстановление.

При правильно построенном тренировочном процессе в организме развивается состояние тренированности, в основе которого лежат механизмы срочной и долговременной адаптации к физическим нагрузкам. С физиологической точки зрения, тренированность представляет собой уровень функционального состояния организма, возникающего в процессе систематических тренировок и характеризующегося повышением функциональных резервов и готовностью к их мобилизации, что проявляется увеличением работоспособности человека. Другими словами, тренированность спортсмена характеризуется уровнем его специальной физической работоспособности,прогнозировать которую можно показателями физиологических функций как в состоянии относительного покоя, так и при дозированных физических нагрузках, о чем сказано выше.

Во время рационально построенных тренировочных нагрузок возможности организма не только восстанавливаются до исходных констант, но и закрепляются на новом уровне, обеспечивая повышение и расширение функциональных резервов организма (состояние суперкомпенсации). Биологический смысл этого феномена огромен. Повторные нагрузки, приводящие к суперкомпенсации, обеспечивают повышение рабочих возможностей организма. В этом и состоит основной эффект систематических тренировок. С физиологической точки зрения, главным в тренировке является повторность и возрастание физических нагрузок, что за счет обратных биологических связей позволяет совершенствовать движения и их вегетативное и энергетическое обеспечение на основе механизмов саморегуляции.

Высокий уровень тренированности в состоянии относительного покоя характеризуется функциональными и структурными изменениями, которые отражают нарастающую экономичность физиологических функций, повышение потенциальных возможностей организма к выполнению тренировочных и соревновательных нагрузок. В конечном итоге, сущность проблемы тренированности сводится к вопросу о механизмах ее развития и о преимуществах тренированного организма перед нетренированным. Эти преимущества характеризуются четырьмя основными свойствами.

Во-первых, тренированный организм может выполнять физические нагрузки такой продолжительности пли интенсивности, которые не под силу нетренированному.

Во-вторых, тренированный организм характеризуется более экономным функционированием различных органов и систем в покое, при умеренных физических нагрузках и способностью достигать при максимальных нагрузках такого уровня их деятельности, который недоступен для нетренированного организма.

В-третьих, тренированный организм способен более совершенно осуществлять управление двигательной деятельностью, быстрее и полнее мобилизовать и эффективнее использовать свои резервные возможности.

В-четвертых, тренированный организм может продолжать работу при более глубоких изменениях гомеостаза и характеризуется более высокими функциональными резервами и эффективными восстановительными процессами.

Развившееся в процессе систематических тренировок состояние тренированности по своим физиологическим механизмам и морфофункциональной сути представляет собой достижение нового уровня физической работоспособности на основе образования в организме специальной функциональной системы адаптации к конкретной деятельности спортсмена. Такая система у спортсменов представляет собой вновь сформированное взаимоотношение нервных центров, гормональных, вегетативных и исполнительных органов, необходимое для решения задач приспособления организма к определенным физическим упражнениям и повышения работоспособности (Солодков А.С., 1988).

Состояние спортсмена в период его высшей специальной тренированности называется спортивной формой. Основными физиологическими предпосылками достижения спортивной формы является повышение общего уровня функциональных возможностей организма и целесообразные морфологические перестройки. Оптимальную функциональную готовность отдельные органы и системы организма достигают не всегда одновременно. Физическая работоспособность в своем развитии может опережать техническую и тактическую подготовленность, или наоборот.

Для физиологической оценки тренированности должны быть использованы два основных критерия: потенциальная способность к усилению функций и приспособляемость организма к физической нагрузке.

О потенциальных способностях организма в известной степени можно судить по показателям физиологических функций в состоянии покоя. Для суждения о степени приспособляемости организма к физическим упражнениям применяются функциональные пробы со стандартными нагрузками, а также пробы с повторными специфическими спортивными нагрузками. Повторные нагрузки дают возможность определить степень развития специальной тренированности в избранном виде спортивной специализации.

В состоянии покоя показатели тренированности отражают эко-номизированную деятельность организма. Общее количество крови в организме у спортсменов увеличивается, возрастает количество гемоглобина, повышается кислородная емкость крови. В результате тренировки наступает гипертрофия сердечной мышцы (утолщение сердечных волокон), увеличивается емкость полостей сердца. Объем сердца у спортсменов на 30% больше, чем у лиц, не занимающихся спортом. Этот показатель изменяется за 3-4 недели тренировки даже у высокотренированных спортсменов, поэтому считается точным показателем тренированности. Состояние тренированности характеризуется брадикардией (урежением частоты сердечных сокращений), у лыжников, бегунов-марафонцев частота сердечных сокращений в покое равна 34-40 уд/мин. Показателем высокой тренированности спортсмена является синусовая аритмия. Принято считать, что он определяет способность сердца быстро адаптироваться к изменяю­щимся условиям деятельности организма. Минутный объем крови у спортсменов меньше, чем у нетренированных людей. Величина его обусловлена степенью брадикардии и уменьшением систолического объема крови у спортсменов. Артериальное давление в процессе ста­новления тренированности почти не изменяется. Повышение артериального давления в состоянии относительного покоя служит показателем ухудшения функционального состояния сердца.

Такие изменения, как повышенная жизненная емкость легких, уре-жение дыхания, увеличение глубины вдоха, уменьшение вентиляции легких, понижение основного обмена, характеризуют тренированность в меньшей степени. Лучшими показателями тренированности являются функциональные пробы дыхательной системы: определение максимальной произвольной вентиляции легких, анаэробной производительности организма и мощности дыхательных мышц. В состоянии высокой тренированности повышается максимальная вентиляция легких, увеличивается мощность дыхательных мышц, возрастает выносливость к задержке дыхания.

Рост тренированности отражается на двигательном аппарате. Значительно гипертрофируются мышцы, выполняющие силовую работу. Увеличивается содержание белков саркоплазмы и сократительного белка миофибрилл - миозина. Повышаются запасы гликогена и креатинфосфата, способствующих восстановлению АТФ при работе. Показателем тренированности служит уменьшение хронаксии мышц, повышение способности к их расслаблению, увеличение мышечной силы, высокая статическая выносливость мышечных групп.

При выполнении стандартной работы тренированность отражается в более экономной перестройке физиологических функций к условиям работы. Стандартной называют работу, которая по форме движений и по величине нагрузки одинакова для всех выполняющих ее людей. В настоящее время в спортивной практике в виде стандартной нагрузки используют степ-тест (от слов: степ-шаг, тест-испытание, проба), т.е. восхождение на ступеньку определенной высоты. В отличие от других функциональных проб (приседание, бег) этот тест позволяет точно подсчитать величину производимой работы или ее мощность в килограмм-метрах в минуту. Для этого необходимо знать вес испытуемого, высоту ступеньки и частоту шагов.

Наиболее точная дозировка стандартной нагрузки задается на велоэргометре. Испытуемый совершает работу при определенной велоэргометре стандартной частоте вращения педалей выполнение стандартной работы тренированными и нетренированными липами сопровождается у первых более экономичным расходованием энергетического потенциала на единицу выполненной работы Кислородный запрос на единицу работы у тренированных лиц уменьшается на 18-20%. Относительное повышение эффективности внутриклеточного метаболизма является одним из проявлений экономизации функций, отмечаемой у тренированных спортсменов при стандартной работе. Стандартная работа выполняется трениро­ванными спортсменами при менее выраженных сдвигах в функциях внутренних органов и двигательного аппарата.

Реакции на тестирующие нагрузки у тренированных характери­зуются: наиболее срочным в начале работы повышением функцио­нирования систем организма, меньшими сдвигами функций в про­цессе работы, наиболее быстрым восстановлением измененных функций после физической нагрузки.

При выполнении предельной мышечной работы тренированность находит свое выражение в быстрой и наиболее полной мобилизации потенциальных ресурсов организма. Это является результатом высо­кой степени упорядоченности нейрогуморальных влияний на работу двигательного аппарата и внутренних органов, слаженности их ра­боты. Основным показателем высокой тренированности является величина максимально предельной работы, которую может выпол­нить спортсмен при сохранении частоты сердечных сокращений, не превышающих 170-200 уд/мин. С этой целью большое значение при­обретают методы определения общей работоспособности организ­ма: проба PWC₁₇₀ (физическая работоспособность); Гарвардский степ-тест; определение аэробных возможностей по номограмме П.О. Астранда и др.

Реакция на предельные нагрузки у тренированных людей по срав­нению с нетренированными характеризуется более активной моби­лизацией всех функций организма, а следовательно, и более длитель­ными периодами восстановления. Однако у спортсменов мобилизация функций не превышает оптимальных величин (частота сердечных сокращений 170-190 уд/мин). Наиболее существенным показателем тренированности считается аэробная производительность организ­ма, которая выражается величиной максимального потребления кис­лорода (МПК) или величиной «кислородного потолка». МПК выра­жается в литрах в минуту или миллилитрах в минуту на кг веса. МПК является интегральным показателем и зависит от многих факторов: развития дыхательного аппарата, с которым связано увеличение минутного объема дыхания; диффузионной способности легочных аль­веол, обуславливающей газообмен; размеров сосудистого русла ле­гочного кровообращения, с чем связано количество крови, протека­ющей через легкие; размеров сосудистого русла работающих мышц, кислородной емкости крови; быстроты диссоциации оксигемоглобина крови; активности ферментных систем, обеспечивающих аэроб­ные процессы в мышцах, количества работающих мышц и мощности их работы, взаимной координации работы систем дыхания, крово­обращения и движения.

В процессе тренировки МПК возрастает на 1,0-2,5 л/мин. У муж­чин, не занимающихся спортом, МПК 3,2-4,0 л/мин, у тренирован­ных достигает 6,0-6,5 л/мин. У женщин соответственно величины МПК 2,3-2,8 л/мин и 4,0-5,0 л/мин. Высокий показатель МПК у тре­нированных спортсменов обуславливает высокую скорость, вынос­ливость и силу. Тренированных спортсменов отличают наиболее высокие показатели производительности сердца: минутный объем достигает у них 35-40 л, частота сердечных сокращений 200-250 уд. при сохранении высокого (от 150 до 200 мл) ударного объема крови. Величина легочной вентиляции при предельной работе достигает 150 л/мин и более. Максимальное потребление кислорода составляет 5,0-5,5 л/мин, а в отдельных случаях 6,0 л/мин. У нетренированных лиц деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем в 1,5-2 раза ниже. Одним из существенных проявлений тренированно­сти при мышечной работе является повышение устойчивости к из­менениям внутренней среды организма. Тренированный спортсмен мо­жет выполнять работу в условиях значительного (до 18-19 л) кис­лородного долга, при снижении резервных возможностей крови к нейт­рализации продуктов неполного обмена веществ.

Таким образом, систематическая мышечная деятельность сопровождается ростом тренированности – специфического для спортсме­на состояния организма, характеризующегося высокой спортивной работоспособностью и оптимальной готовностью к достижению спортивного результата. Высокая степень тренированности и готов­ности к выполнению предельных соревновательных нагрузок обес­печивается повышением общего уровня функциональных возмож­ностей организма и прогрессивных морфологических перестроек. Оптимальной функциональной готовности отдельные системы орга­низма достигают не всегда одновременно. Физическая работоспо­собность в своем развитии может опережать техническую и такти­ческую подготовленность или наоборот.

Для определения степени переносимости нагрузок можно использовать тесты с определением максимального потребления кислорода при стандартной работе. Величина потребления кислорода в этих тестах представляет собой интегральный показатель деятельности многих физиологических функций и характеризует фактор экономизации.

Стандартной называют работу, которая по форме движений и величине нагрузки одинакова для всех выполняющих ее людей. Наиболее точной стандартизации работы можно достичь при использовании велоэргометра, предлагая испытуемому работать при определенной величине сопротивления и стандартной частоте вращения педалей.

Выполнение предельной мышечной нагрузки у спортсменовобеспечивается лучшим использованием запасов энергетических веществ, более совершенной нервной и гуморальной регуляцией, более активной мобилизацией функций организма. Спортсмен адаптируется к работе при резко выраженных сдвигах во внутренней среде организма. Приспособление кровообращения выражается, прежде всего, в рациональном использовании гемодинамических факторов. Обычно частота сердечных сокращений (ЧСС не превышает 170-200 уд/мин.

Для тренированного спортсмена предельно возможная работа по мощности будет значительно больше, чем для нетренирующегося здорового человека. В связи с этим и изменения деятельности всех систем организма, принимающих участие в обеспечении работы, также будут больше у тренированного.

Вопросы для самоконтроля

1 Какие показатели определяют состояние тренированности?

2 Какова общая закономерность функционирования трениро­ванного организма в состоянии покоя?

3 Может ли частота сердечных сокращений в покое служить показателем тренированности?

4 Какую физическую работу можно считать стандартной? При­ведите примеры.

5 Можно ли определить степень тренированности спортсмена по реакции на стандартную нагрузку?

6 С какой целью применяются предельные нагрузки?

7 Каково физиологическое значение повышающихся нагрузок для становления тренированности?

8 Как определить, сколько времени может работать спортсмен на уровне своего максимального потребления кислорода?

9 Как изменяется легочная вентиляция при предельной работе в процессе тренировки?

10 Почему максимальное потребление кислорода является ин­тегральным показателем тренированности?

11 Как влияет спортивная деятельность на аэробную произво­дительность?

Лабораторное занятие

Цель работы: по функциональным сдвигам в ответ на стандартную работу определить степень тренированности испытуемых. Определить разницу в исследуемых показателях в зависимости от вида спорта и спортивного разряда.

Материалы и оборудование:велоэргометр,электроды, марлевые прокладки, смоченные в физиологическом растворе, тонометр, фонендоскоп, сухой спирометр, мундштук, секундомер, спирт, вата, линейки, карандаши.

Ход работы